Адсорбция двуокиси углерода на железе

Наиболее известным примером использования селективной хемосорбции для определения удельной поверхности неметаллического компонента является измерение адсорбции двуокиси углерода на окиси калия в промотированных железных катализаторах синтеза а.ммиака [117]. В этих катализаторах содержится, например, до 1,6% К2О в качестве промотора и - 10% AI2O3 в качестве стабилизатора. Адсорбцию проводят при 195 К, повышая давление двуокиси углерода до 80 кПа ( 600 мм рт. ст.). В указанных условиях происходит и физическая и химическая адсорбция газа количество последнего принимают равным тому количеству адсорбата, которое не откачивается при 273 К- Результаты более поздних исследований [118, 119] показывают, что первоначальное предположение, согласно которому двуокись углерода хемосорбируется только на поверхности окиси калия, следует тщательно проверить, поскольку известно, что при 195 К двуокись углерода быстро и прочно адсорбируется на чистом железе. Даже допуская, что при монослойном покрытии железа двуокисью углерода Хт 10, нельзя не прийти к выводу, что по крайней мере некоторая часть хемо-сорбированной двуокиси углерода, отнесенная к адсорбции на окиси калия, должна протекать на железе. Возможно, что хемосорбция двуокиси углерода на поверхности железа снижается до миниму.ма в результате присутствия адсорбированного (остаточного) кислорода, и это может объяснять, почему дисперсные железные катализаторы без окиси калия не хемосорбируют значительного количества двуокиси углерода. [c.331]

При адсорбции двуокиси углерода на образце железа, нанесенного на кремнезем, Блайхолдер и Нефф (1962в) обнаружили появление полосы при 1960 Эта частота соответствует полосе поглощения, которая появляется при хемосорбции окиси углерода. Следовательно, двуокись углерода должна диссоциировать при адсорбции, давая Fe — С s О и кислород, который, вероятно, адсорбировался на другой части поверхности металла. Эта точка зрения подтверждается тем, что интенсивность полосы прп 1960 см хемосорбированной двуокиси углерода составляла только половину интенсивности полосы поглощения, возникающей при хемосорбции чистой окиси углерода. Нагревание образца до 180° в присутствии двуокиси углерода приводило к появлению новых полос поглощения при 2235 и 1535 см . Исходная полоса 1960 см поверхностных карбонильных групп при нагревании исчезает. Исчезновение этой полосы и появление полосы при 1535 лt наблюдалось также при нагревании железа со смесью окиси углерода и кислорода. Полоса поглощения при 2325 см настолько близка к полосе поглощения газообразной двуокиси углерода, что она должна быть приписана соединениям адсорбированной двуокиси углерода, природа связи которых с поверхностью неизвестна. Эти соединения слабо связаны с поверхностью, так как их полоса поглощения легко исчезает при откачке. Процесс адсорбции должен быть активационным процессом, поскольку полоса поглощения этих соединений не появляется после адсорбции двуокиси углерода при комнатной температуре. [c.88]

СОСТОЯНИИ. Физическая адсорбция азота позволяет установить общую площадь поверхности. Низкотемпературная (—183°) хемосорбция СО является показателем доли поверхности, занятой атомами железа. Для приблизительно чистого железного катализатора № 973 отношение объема хемосор-бированной окиси углерода к объему физически адсорбированного азота при монослойном покрытии равно 1,13. Полученная величина не является ошибочно завышенной, так как слой хемосорбированных молекул может быть упакован более плотно, чем слой, удерживаемый физическими силами. Присутствие промоторов уменьшает эту величину, причем окись калия оказалась наиболее эффективной. Двуокись углерода хемосорбируется на окиси калия, находящейся на поверхности катализаторов. Это явление может служить основой для определения доли площади поверхности, занятой каждым компонентом катализатора. Повидимому, в свободных от щелочей катализаторах № 954 и № 424 промоторы-окислы занимают соответственно около 55 и 35% поверхности. 1,07% окиси калия покрывает около 70% поверхности катализатора № 930. В катализаторе. № 958 около 62% поверхности состоит из атомов железа, 27%—из окиси калия и оставшиеся 11%—из окиси алюминия. Оказалось, что на поверхности катализатора № 931 нет свободной окиси алюминия. Возможно, что на поверхности окись алюминия связана с окисью калия. Таким образом, концентрация промоторов на поверхности выше, чем в объемной фазе. Это явление сильнее выражено для окиси калия, чем для окиси алюминия. Такое заключение согласуется с тем наблюдением, что щелочь легко улетучивается из однократно промотированного катализатора и может быть легко экстрагирована водой из невосстановленного, однажды и дважды промотированного катализатора. [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология